АВТОНОМНА IOT-СИСТЕМА МОНІТОРИНГУ МІКРОКЛІМАТУ АУДИТОРІЙ НА ОСНОВІ ВІДКРИТОЇ DIY-АРХІТЕКТУРИ
DOI:
https://doi.org/10.32782/mathematical-modelling/2025-8-1-24Ключові слова:
інтернет речей (IoT), моніторинг приміщень, система автоматизації, локальні методи автоматизації, інтелектуальний аналіз даних, оптимізація, ухвалення рішеньАнотація
У статті представлено архітектурну модель автономної системи моніторингу мікрокліматичних параметрів навчального середовища, реалізовану на базі технологій інтернету речей (Internet of Things, IoT) із застосуванням відкритої DIY-архітектури (Do It Yourself). Рішення спрямоване на створення гнучкої, масштабованої та економічно доступної системи, яка забезпечує локальний збір, обробку та візуалізацію екологічних показників у режимі реального часу без залежності від зовнішніх хмарних сервісів. Система має трирівневу архітектуру: периферійний рівень включає мікроконтролери ESP32 з підключеними сенсорами температури, вологості та CO₂; серверна частина реалізована на базі PostgreSQL із розширенням TimescaleDB та RESTful API для збереження, верифікації та обробки даних; клієнтський рівень охоплює вебінтерфейс, розроблений за допомогою React і Chart.js, який надає інтерактивний доступ до динамічної візуалізації показників у прив’язці до нормативних меж (ISO 7730, ДБН В.2.5-67:2013). Актуальність дослідження зумовлена потребою в упровадженні недорогих, відкритих і безпечних інструментів для контролю параметрів мікроклімату в умовах обмеженого фінансування закладів освіти. Комерційні IoT-системи часто мають низку недоліків, серед яких — висока вартість, закритість архітектури, залежність від хмарної інфраструктури й обмеження в підтримці нестандартних конфігурацій сенсорів. Запропоноване рішення усуває ці обмеження, забезпечує повну автономність, локальне управління даними, високий рівень конфіденційності та можливість адаптації до специфіки окремих навчальних приміщень. Система також містить механізм автоматичного інформування про порушення нормативних параметрів, що дозволяє своєчасно виявляти потенційні загрози для здоров’я та ефективності освітнього процесу. Окрім прикладного значення, розробка має високий освітній потенціал, оскільки може використовуватись як платформа для навчання студентів у сферах мікроелектроніки, програмування, аналізу даних і безпеки IoT. Отримані результати підтверджують доцільність застосування відкритих апаратно-програмних рішень в освітній галузі та відкривають перспективи масштабування цієї системи для інших типів приміщень – офісних, лабораторних чи громадських просторів.
Посилання
Terzieva V., Ilchev S., Todorova K. The role of Internet of Things in smart education. IFAC- PapersOnLine. 2022. Vol. 55 (11). P. 108–113.
Hercog D., Lerher T., Truntič M., Težak O. Design and implementation of ESP32-based IoT devices. Sensors. 2023. Vol. 23 (15). Art. 6739.
Hamdan S., Ayyash M., Almajali S. Edge-Computing Architectures for Internet of Things Applications: A Survey. Sensors. 2020. Vol. 20 (22). Art. 6441.
International Organization for Standardization. ISO 7730:2005 – Ergonomics of the thermal environment. 2005.
Wargocki P., Wyon D.P. The relationships between classroom air quality and children’s performance in school. Building and Environment. 2020. Vol. 173. Art. 106749.
Dai Z., Zhang Q., Zhao L., Zhu X., Zhou D. Cloud-Edge Computing Technology-Based Internet of Things System for Smart Classroom Environment. International Journal of Emerging Technologies in Learning. 2023. Vol. 18 (8). P. 79–96.
Singh N., Buyya R., Kim H. Securing Cloud-Based Internet of Things: Challenges and Mitigations. Sensors. 2025. Vol. 25 (1). Art. 79.
Fernandes E., Jung J., Prakash A. Security analysis of emerging smart home applications. 2016 IEEE Symposium on Security and Privacy. 2016. P. 636–654.
Kitkowska A., Brodén K., Abdullah L. The requirements, benefits, and barriers of IoT solutions to support well-being in elementary schools. IEEE Access. 2024. Vol. 12. P. 144965–144981.
